Fewkes (1999) investigou como as flutuações espaciais e temporais de precipitação pluvial poderiam ser incorporadas em modelos de comportamento de sistemas de aproveitamento de água da chuva. As simulações de balanço hídrico foram conduzidas de acordo com diferentes reservatórios operando algoritmos e várias escalas temporais para algumas séries pluviométricas no Reino Unido.
O estudo de Liaw e Tsai (2004) aplicou um modelo de simulação para avaliar os principais parâmetros relacionados na literatura sobre aproveitamento de água da chuva e então aplica uma teoria econômica para determinar o menor custo efetivo para o sistema. Neste estudo a simulação é usada para elucidar as interações entre área do telhado e capacidade do reservatório. Conforme Liaw e Tsai (2004) os principais parâmetros que influenciam o dimensionamento, a partir de simulações, de sistemas de aproveitamento de água da chuva captada em telhado, são a regra
35 adotada sobre transbordo, intervalo de tempo usado na simulação, extensão da série histórica de dados e o coeficiente de escoamento.
Ghisi et al. (2007) avaliaram o potencial de economia de água potável pelo uso de SAACs em 195 cidades no sudeste do Brasil. Foi encontrada uma média de potencial de economia de água tratada de 41%, variando de 12 a 79%. Os autores apontam o potencial significativo de aproveitamento de água da chuva e destacam que o SAAC deveria ser usado tanto para uso potável, como não-potável.
Cheng e Liao (2009) exploraram zoneamento regional para sistemas de aproveitamento de água da chuva no norte de Taiwan utilizando análise de cluster. Usando os dados de precipitação de 72 estações, eles definiram um dimensional indicador para hierarquizar o potencial de aproveitamento de água da chuva em função das características regionais de precipitação e tamanho de armazenamento do sistema.
Khastagir e Jayasuriya, (2010) destacaram que há uma grande variação na média anual de precipitação na área da Grande Melbourne, Austrália, de 1050 mm no leste, e 450 mm no oeste. Consequentemente, há uma variação no dimensionamento de reservatórios para aproveitamento de água da chuva para atender demandas similares. Assim, desenvolveram uma relação para selecionar o dimensionamento ótimo do reservatório para água da chuva dependendo da precipitação anual na localização, da demanda, da área de captação e da eficiência requerida para o sistema. O trabalho apresenta o desenvolvimento de um conjunto de curvas de eficiência generalizadas baseadas em informações de estações de medição de precipitação obtidas para Melbourne. Em que as características da curva incluem todas as variáveis que dão suporte a decisão, demanda, eficiência, características e localização da habitação e a dimensão do reservatório (KHASTAGIR e JAYASURIYA, 2010).
Basinger et al. (2010) introduziu uma Ferramenta de Estimativa de Eficiência em Armazenamento (FEEA), que é um novo modelo portátil que pode ser usado para estimar a confiança com a qual sistemas de aproveitamento de água da chuva podem garantir suprimento a vários usos não potáveis de água em regiões de diferentes perfis de precipitação.
36 Imteaz et al. (2011) apresentou uma ferramenta que dá suporte à escolha da dimensão do reservatório de armazenamento de água da chuva associado a telhados grandes.
Campisano e Modica (2012) apresentaram uma metodologia adimensional incluindo parâmetro de custo para o dimensionamento ótimo de sistema de aproveitamento de água da chuva. A metodologia é baseada em simulação de balanço de água diário de dados de 17 estações pluviométricas na Sicília, Itália. Parâmetros adimensionais foram usados para descrever padrões interanuais de precipitação e introduzidos no modelo original, e foi desenvolvido modelo regional regressivo facilitador para estimar a economia de água e o transbordo do sistema de aproveitamento de água da chuva da região.
Huang et al. (2013) propuseram um modelo de otimização estocástico não- linear integrado para a avaliação e planejamento dos recursos hídricos urbanos.
No estudo “Análise de diferentes critérios para dimensionar o tamanho de tanques de armazenamento de água da chuva usando métodos detalhados”, foram descritos e analisados seis métodos diferentes, incluindo abordagem simplificada e abordagem detalhada, considerando diferentes critérios. Para aplicar esses métodos foram considerados dois casos para aproveitamento de água da chuva, habitação e prédio público. O estudo destaca que em alguns casos o aumento do volume do reservatório leva a um ganho pequeno de economia de água, no entanto, leva a custos de instalação muito altos (SANTOS e PINTO, 2013).
Martínez et al. (2014), propuseram uma otimização para sistemas de aproveitamento de água da chuva para uso doméstico em residenciais em desenvolvimento. O modelo de otimização conta com a implementação de dispositivos do sistema de aproveitamento como tubulações e reservatórios, considerando-se coleta, armazenamento e distribuição da água da chuva captada. O modelo consiste em satisfazer a demanda doméstica de consumo de água tendo como objetivo a minimização de custos anuais associados a bombeamento, manutenção e tratamento. Foi utilizado um modelo de programação multi-objetivo integral-misto não linear. O intervalo de tempo considerado no modelo corresponde à média mensal de precipitação, uma vez que uma escala de tempo menor aumentaria exponencialmente o tamanho do modelo (MARTÍNEZ et al. 2014).
37 Hajani e Rahman (2014), verificaram quanto de água da chuva proveniente de telhado pode ser armazenada em diferentes volumes de reservatório em várias regiões áridas da Austrália. Desenvolveram um modelo para simular a performance do SAAC, aplicando em diferentes localizações da Austrália.
As séries de dados de precipitação tinham entre 34 e 77 anos. A média anual de precipitação de mais de dez localizações estão na faixa de 174 mm a 362 mm de chuva. Foram examinadas a viabilidade de dez volumes de reservatório, variando de 5 m3 a 50 m3. Três diferentes combinações de demanda foram utilizadas, a primeira
toalete e lavanderia; a segunda irrigação; a terceira toalete, irrigação e lavanderia. Foi adotado um perfil de consumo doméstico de 4 pessoas. Considerou-se uma área total de 450 m2 com área de telhado, gramado e áreas impermeáveis de 200 m2, 150 m2 e
100 m2 respectivamente. Para simular a performance do SAAC, um modelo de
simulação de balanço contínuo baseado em variação diária da precipitação (HAJANI e RAHMAN, 2014).
Hanson et al. (2014) forneceram um relacionamento log-linear regressivo para calcular a capacidade de armazenamento necessária para um SAAC, a qual é geralmente aplicável nos Estados Unidos. A equação é baseada nos resultados de um modelo comportamental de um sistema de captação de água da chuva e aplicado aos registros diários de 231 estações hidrométricas de precipitação dos Estados Unidos.
Assim, destaca-se a importância de uma avaliação da curva de eficiência que pode ser obtida pela simulação do balanço de massa antes de arbitrar um valor de eficiência que pode originar volumes de reservatórios não compensadores.
38 4 MATERIAL E MÉTODOS